2021届高考新课改化学一轮复习全程考点透析(36)原子结构与性质.ppt
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1、考纲要求考纲要求:1.:1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理,能正确书写原理,能正确书写 1 136 36 号元素原子核外电子、价电子的电号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表达式。子排布式和轨道表达式。2.2.了解电离能的含义,并能用以说明了解电离能的含义,并能用以说明元素的某些性质。元素的某些性质。3.3.了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。应用。4.4.了解电负性的概念,并能用以说明元素的某些性质。了解电负性的概念,并能用以说明元素的某些性质。能层能层(n)一一二二三三四四n能层能层
2、符号符号KLMN 能级能级_ _ _ _ _ _ _ _ _ 最多最多容纳容纳电子数电子数2262610261014 281832 _一、原子核外电子排布原理一、原子核外电子排布原理1.能层与能级能层与能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f2n2能级能级nsnpndnf原子轨道数原子轨道数_2.原子轨道原子轨道球形球形哑铃形哑铃形(1)轨道形状轨道形状s 电子的原子轨道呈电子的原子轨道呈_。p 电子的原子轨道呈电子的原子轨道呈_。(2)各能级上的原子轨道数目各能级上的原子轨道数目1357 (3)能量关系能量关系 相同能层上原子轨道能量的高低:相同能层上原子轨道能量的高低:nsnpndnf
3、 形状相同的原子轨道能量的高低:形状相同的原子轨道能量的高低:1s2s3s4s 同一能层内形状相同而伸展方向不同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量同的原子轨道的能量相等,如相等,如 npx、npy、npz 轨道的能量轨道的能量_。相等相等第一能层第一能层(K),只有,只有s能级;第二能层能级;第二能层(L),有,有s、p两种能级,两种能级,p能级上有三个原子轨道能级上有三个原子轨道px、py、pz,它们具有相同,它们具有相同的能量;第三能层的能量;第三能层(M),有,有s、p、d三种能级。三种能级。能层数电子层数,每个能层所包含的能级数能层序数。能层数电子层数,每个能层所包含的能级
4、数能层序数。 3.基态原子核外电子排布依据基态原子核外电子排布依据 (1)能量最低原理能量最低原理 原子的核外电原子的核外电子排布遵循构造原理,使整个原子的能量处子排布遵循构造原理,使整个原子的能量处于于_。如图为构造原理示意图,亦即基态原子核外电子在原子如图为构造原理示意图,亦即基态原子核外电子在原子轨轨道上的排布顺序图:道上的排布顺序图:最低状态最低状态(2)泡利原理泡利原理 1 个原子轨道里最多容纳个原子轨道里最多容纳_个电子,且自旋方向个电子,且自旋方向_。如如 2s 轨道上的电子排布为轨道上的电子排布为 ,不能表示为,不能表示为 。 (3)洪特规则洪特规则 电子排布在同一能级的不同轨
5、道时,总是优先电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先_,且自旋方向相同。如,且自旋方向相同。如 2p3 的电子排布为的电子排布为,不能表示为,不能表示为 或或 。洪特规则特例:当能量相同的。洪特规则特例:当能量相同的原子轨道在原子轨道在_(p6、d10、f14)、_(p3、d5、f7)或或_(p0、d0、f0)状态时,体系的能量最低,如基态状态时,体系的能量最低,如基态 24Cr 的电子排布式为的电子排布式为_。2相反相反单独占据一个单独占据一个全满全满半满半满全空全空轨道轨道1s22s22p63s23p63d54s14.基态原子核外电子排布的表示方法基态原子核外电子排布的表示方法表示方法表
6、示方法举例举例电子排布式电子排布式S:_简化电子排布式简化电子排布式Ne3s23p4电子排布图电子排布图(轨道表达式轨道表达式)注意空轨道不能省略注意空轨道不能省略外围外围(价层价层)电子排布式电子排布式3s23p41s22s22p63s23p45.基态原子、激发态原子和原子光谱基态原子、激发态原子和原子光谱(1)基态原子:处于基态原子:处于_能量的原子。能量的原子。(2)激发态原子:当基态原子的电子激发态原子:当基态原子的电子_能量后,电子能量后,电子会跃迁到较高能级,变成激发态原子。会跃迁到较高能级,变成激发态原子。 (3)基态、激发态及光谱示意图基态、激发态及光谱示意图最低最低吸收吸收原
7、子光谱原子光谱:不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或放出不同的光不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或放出不同的光,用光谱仪记录下用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素的种类来便得到原子光谱。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素的种类,称为光谱分析。称为光谱分析。基态原子失电子生成金属阳离子时,应先失去基态原子失电子生成金属阳离子时,应先失去最外层上的电子。如最外层上的电子。如 Fe 原子核外电子排布式为原子核外电子排布式为Ar3d64s2,失,失电子变为电子变为Fe2时,失去的不是能量较高的时,失去的不是能量较高的 3d 轨道上的电子,轨道上的电子,而是能量较低的而是
8、能量较低的 4s 轨道上的电子。所以轨道上的电子。所以 Fe2的核外电子排布的核外电子排布式为式为Ar3d6,其他如,其他如Ar3d44s2、Ar3d54s1 均错误。均错误。二、原子结构与元素性质二、原子结构与元素性质1.原子结构与周期表的关系原子结构与周期表的关系Ne3s1181s22s22p63s23p6Ar4s136周周期期能能层层数数每周期第一个元素每周期第一个元素每周期最后一个元素每周期最后一个元素原子原子序数序数基态原子的简基态原子的简化电子排布式化电子排布式原子原子序数序数基态原子的电子排布式基态原子的电子排布式二二23He2s1101s22s22p6三三311_四四419_五
9、五537Kr5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六六655Xe6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p61s22s22p63s23p63d104s24p6主族主族AAAA排布特点排布特点_主族主族AAA排布特点排布特点_ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np52.每族元素的价电子排布特点每族元素的价电子排布特点(1)主族主族(2)0 族:族:He_;其他;其他_。(3)过渡元素过渡元素(副族和第副族和第族族):(n1)d110ns12。1s2ns2np6
10、3.元素周期表的分区与价电子排布的关系元素周期表的分区与价电子排布的关系(1)周期表的分区周期表的分区(2)各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点分区分区元素分布元素分布外围电子排布外围电子排布元素性质特点元素性质特点s区区A、A族族ns12除氢外都是活泼金属元素,除氢外都是活泼金属元素,通常是最外层电子参与反应通常是最外层电子参与反应p区区A族族A族、族、0族族ns2np16(He除外除外)通常是最外层电子参与反应通常是最外层电子参与反应d区区B族族B族、族、族族(镧系、锕系镧系、锕系除外除外)(n1)d19ns12(Pd除外除外)d轨道可以不同程度
11、地参与轨道可以不同程度地参与化学键的形成化学键的形成ds区区B族、族、B族族(n1)d10ns12金属元素金属元素f区区镧系、锕系镧系、锕系(n2)f014(n1)d02ns2镧系元素化学性质相近,锕镧系元素化学性质相近,锕系元素化学性质相近系元素化学性质相近 (3)根据元素金属性与非金属性可将元素周期表分为根据元素金属性与非金属性可将元素周期表分为金属元素区和非金属元素区金属元素区和非金属元素区(如下图如下图),处于金属与非金属交,处于金属与非金属交界线界线(又称梯形线又称梯形线)附近的非金属元素具有一定的金属性,又附近的非金属元素具有一定的金属性,又称为半金属或准金属,但不能叫两性非金属。
12、称为半金属或准金属,但不能叫两性非金属。4.元素周期律元素周期律(1)原子半径原子半径越大越大越小越小变化规律变化规律元素元素周期表中的同周期主族元素从左到右,原子半径逐周期表中的同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐渐 ;同主族元素从上到下,原子半径逐渐;同主族元素从上到下,原子半径逐渐 。减小减小增大增大(2)电离能电离能第一电离能:气态电中性基态原子第一电离能:气态电中性基态原子_一个电子转化为气态一个电子转化为气态基态正离子所需的基态正离子所需的_。符号:。符号:_,单位:,单位:_。失去失去最低能量最低能量I1kJmol1规律规律a.同周期元素:第一种元素的第一电离能同周期元素:第一种
13、元素的第一电离能,最后一种元,最后一种元素的第一电离能素的第一电离能 ,总体呈现从左至右逐渐,总体呈现从左至右逐渐 的变化的变化趋势。趋势。b.同族元素:从上至下第一电离能逐渐同族元素:从上至下第一电离能逐渐。c.同种原子:逐级电离能越来越同种原子:逐级电离能越来越 (即即I1 I2 I3)。最小最小最大最大增大增大减小减小大大B.原子半径:原子半径:C.电负性:电负性:D.第一电离能:第一电离能:解析:解析:根据核外电子排布式可知是根据核外电子排布式可知是 S,是,是 P,是,是 F。F 无正价,无正价,A 错误;同周期元素自左向右原子半错误;同周期元素自左向右原子半径逐渐减小,径逐渐减小,
14、同主族元素自上而下原子半径逐渐增大,则原子半径:同主族元素自上而下原子半径逐渐增大,则原子半径:,B 错误;同周期元素自左向右电负性增大,同主错误;同周期元素自左向右电负性增大,同主族元素自上而下电负性减小,则电负性:族元素自上而下电负性减小,则电负性:,C 错误;错误;同周期元素自左向右第一电离能呈增大趋势,但同周期元素自左向右第一电离能呈增大趋势,但 P 的的 3p 轨道轨道电子处于半充满状态,较稳定,第一电离能大于电子处于半充满状态,较稳定,第一电离能大于 S,则第一电,则第一电离能:离能:,D 正确。正确。答案:答案:D4.下列有关元素周期表分区的说法正确的是下列有关元素周期表分区的说
15、法正确的是( )。A.s 区全部是金属元素区全部是金属元素B.p 区全部是非金属元素区全部是非金属元素C.d 区内元素原子的价电子排布式必为区内元素原子的价电子排布式必为(n1)d110ns2D.除除 ds 区外,以最后填入电子的轨道能级符号作为区的符号区外,以最后填入电子的轨道能级符号作为区的符号 解析:解析:A 项,项,s 区中区中 H 为非金属元素;为非金属元素;B 项,项,p 区左下角区左下角的元素为金属元素;的元素为金属元素;C 项,项,d 区内区内 Cr 为为 3d54s1。答案:答案:D5.(1)2016 年新课标年新课标卷,卷,37(1)基态基态 Ge 原子的核外电子原子的核外
16、电子排布式为排布式为Ar_,有,有_个未成对电子。个未成对电子。(2)2016 年新课标年新课标卷,卷,37(1)镍元素基态原子的电子排布镍元素基态原子的电子排布式式 为为 _ , 3d 能能 级上的未成对电子数为级上的未成对电子数为_。(3)2015 年新课标年新课标卷,卷,37(1)处于一定空间运动状态的电处于一定空间运动状态的电子子在原子核外出现的概率密度分布可用在原子核外出现的概率密度分布可用_形象化描述。形象化描述。在基态在基态14C 原子中,核外存在原子中,核外存在_对自旋相反的电子。对自旋相反的电子。(4)下列核外电子排布式表示的是激发态原子的是下列核外电子排布式表示的是激发态原
17、子的是_。A.1s12s1 B.1s22s22p1C.1s22p53s1 D.1s22s22p63s2答案:答案:(1)3d104s24p22(2)1s22s22p63s23p63d84s2或或Ar3d84s22(3)电子云电子云2(4)AC5.(2017 年新课标年新课标卷节选卷节选)(1) 元素元素 K 的焰色反应呈紫红的焰色反应呈紫红色,其中紫色对应的辐射波长为色,其中紫色对应的辐射波长为_nm(填标号填标号)。 A.404.4 B.553.5 C.589.2 D.670.8 E.766.5(2)基态基态 K 原子中,核外电子占据最高能层的符号是原子中,核外电子占据最高能层的符号是_,占
18、据该能层电子的电子云轮廓图形状为占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_。解析:解析:(1)当对金属钾或其化合物进行灼烧时,焰色反应显当对金属钾或其化合物进行灼烧时,焰色反应显紫红色,可见光的波长范围为紫红色,可见光的波长范围为 400 nm760 nm,紫色光波长,紫色光波长较短较短(钾原子中的电子吸收较多能量发生跃迁,但处于较高能级钾原子中的电子吸收较多能量发生跃迁,但处于较高能级轨道的电子轨道的电子不稳定,跃迁到较低能级轨道时放出的能量较多,不稳定,跃迁到较低能级轨道时放出的能量较多,故放出的光的波长较短故放出的光的波长较短)。(2)基态钾原子核外有基态钾原子核外有 4 个能层:个能层:K、
19、L、M、N,能量依次增高,处于,能量依次增高,处于 N 层的层的 1 个电子位于个电子位于 4s 轨道,轨道,s电子云轮廓图形状为球形。电子云轮廓图形状为球形。答案:答案:(1)A (2)N 球形球形考点一考点一考向考向1原子核外电子的排布及其表示方法原子核外电子的排布及其表示方法原子核外电子排布原理原子核外电子排布原理典例典例1(2018 年吉林长春模拟年吉林长春模拟)如图是如图是 s 能级和能级和 p 能级的原能级的原子轨道图,试回答下列问题:子轨道图,试回答下列问题:(1)s 电子的原子轨道呈电子的原子轨道呈_形,每个形,每个 s 能级有能级有_个个原子轨道;原子轨道;p 电子的原子轨道
20、呈电子的原子轨道呈_形,每个形,每个 p 能级有能级有_个原子轨道。个原子轨道。(2)元素元素 X 的原子最外层电子排布式为的原子最外层电子排布式为 nsnnpn1,原子中能,原子中能量最高的是量最高的是_电子,其电子云在空间有电子,其电子云在空间有_的伸展方向;元素的伸展方向;元素 X 的名称是的名称是_,它的氢化物的电子式,它的氢化物的电子式是是_。若元素。若元素X的原子最外层电子排布式为的原子最外层电子排布式为nsn1npn1,那么那么 X 的元素符号为的元素符号为_,原子的电子排布图为,原子的电子排布图为_。解析:解析:(1)s 电子的原子轨道都是呈球形的,每个电子的原子轨道都是呈球形
21、的,每个 s 能级有能级有 1个原子轨道;个原子轨道;p 电子的原子轨道都是呈哑铃形的,每个电子的原子轨道都是呈哑铃形的,每个 p 能能级有级有 3 个原子轨道,它们相互垂直,分别以个原子轨道,它们相互垂直,分别以 px、py、pz 表示。表示。(2)因为元素因为元素 X 的原子最外层电子排布式为的原子最外层电子排布式为 nsnnpn1,np 轨道轨道上有电子,说明上有电子,说明 ns 轨道已排满电子,即轨道已排满电子,即 n2,则元素,则元素 X 的原的原子核外电子排布式为子核外电子排布式为 1s22s22p3,X 是氮元素,其原子中能量最是氮元素,其原子中能量最高的是高的是 2p 电子,其
22、电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向;电子,其电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向;氮的氢化物是氨气,其电子式是氮的氢化物是氨气,其电子式是 。当元素。当元素 X 的原子最的原子最外层电子排布式为外层电子排布式为nsn1npn1时,根据上述分析,有时,根据上述分析,有n12,则则n3,所以,所以 X 元素的原子核外电子排布式为元素的原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p4,X 是硫元素,其原子的电子排布图为是硫元素,其原子的电子排布图为 。答案:答案:(1)球球 1 哑铃哑铃 3 (2)2p 三个互相垂直三个互相垂直 氮氮 S正确理解排布依据正确理解排布依据(1)在书写基态原子的轨
23、道表示式时,常出现以下错误:在书写基态原子的轨道表示式时,常出现以下错误:(违反能量最低原理违反能量最低原理)(违反泡利原理违反泡利原理)(违反洪特规则违反洪特规则)(违反洪特规则违反洪特规则)(2)半充满、全充满状态的原子结构稳定半充满、全充满状态的原子结构稳定如如ns2、np3、np6、nd5、nd10Cr:3d54s1Mn:3d54s2Cu:3d104s1 Zn:3d104s2Fe3+。(3)当出现当出现d 轨道时,虽然电子按轨道时,虽然电子按ns、(n1)d、np 的顺序的顺序填充,但在书写时,仍把填充,但在书写时,仍把(n1)d 放在放在ns 前。前。Fe2+(4)基态原子失电子的顺
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- 2021 高考 新课 化学 一轮 复习 全程 考点 透析 36 原子结构 性质
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